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物理系阮智超教授課題組研究成果入選“2017年度中國光學十大進展”

編輯:phyzll 時間:2018年03月19日 訪問次數:1833

    浙江大學物理學系阮智超教授課題組空間微分器——亞波長厚度全光模擬運算研究成果,入選“2017年度中國光學十大進展——應用研究類”。該獎項每年頒發一次,參選的百名候選者來自于北京大學、清華大學、上海交通大學及中科院等多個著名研究機構,在基礎研究和應用研究中分別選擇10篇代表國內光學領域最重要的前沿研究成果授獎。

中國光學十大進展-頒獎嘉賓和獲獎者合影

    近年來,利用微納結構實現光學模擬運算吸引了大批學者的興趣和關注。由于這些微納結構的設計通常極其復雜,所以在實驗上精確地制備這些器件并以之實現光學模擬運算存在非常大的難度。

    物理學系阮智超教授課題組與光電學院仇旻、葉輝教授,美國斯坦福大學Shanhui Fan教授合作,突破傳統思路,通過構建空間耦合模理論,設計并在實驗上實現了一種基于金屬表面等離激元的空間光場微分器,能夠在光的反射過程中,實時地對光場的空間分布進行微分模擬運算。該全光微分器采用最簡單的表面等離激元結構,易于制備及大規模生產,器件厚度僅十分之一波長,達到亞波長級別。模擬運算精度達到94%以上。

(a)基于表面等離激元的空間光微分器示意圖。(b)(c)利用微分器對圖像實現全光學的超快速邊界檢測。Nature Communications 8, 15391 (2017)

    該技術為光信息處理提供了一種全新方法,課題組提出了利用該微分器實現超快速并行圖像處理,實時邊界檢測和判斷邊界方向,最小空間分辨率達到7微米。在高速、大通量圖像處理(衛星和醫學圖像)、并行計算等領域有重要的應用,并有望用于光學神經網絡、高速模式識別等人工智能領域。

研究成果發表在Nature Communications [8, 15391 (2017)]上,并入選 “2017中國光學十大進展-應用研究類

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